一种六氯环三磷腈及其衍生物的氟化方法技术

技术编号:11763053 阅读:88 留言:0更新日期:2015-07-23 10:01
本发明专利技术涉及一种六氯环三磷腈及其衍生物的氟化方法,其特征是,以六氯磷腈或部分取代的六氯环三磷腈为原料,在离子液体中用氟化剂进行氟化,取代氯代环三磷腈分子中的氯。本发明专利技术采用难挥发、无污染的离子液体为溶剂,只需控制馏出温度就可以制备高纯的六氟环三磷腈或其衍生物,克服了普通溶剂体系溶剂容易与产物共沸的缺点,后处理简单,产物纯度和产率很高,离子液体可以重复利用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种六氯环三磷腈及其衍生物的氟化方法
技术介绍
磷腈类化合物不但具有磷系阻燃剂良好的阻燃性能,而且具备氮化合物的阻燃增效和协同阻燃的作用,阻燃效果好、且不需添加任何其他辅助阻燃剂,同时,热稳定性好、无毒、发烟量小、具有自熄性,被公认为是今后阻燃剂的发展方向之一。多种磷腈阻燃剂被合成并用于各种材料的阻燃研究。同时磷腈类化合物可用于制备耐高温、耐低温、抗氧化的军事和航空航天工业用特种橡胶和弹性材料。氯代环三磷腈具有良好的阻燃效果。但是这种阻燃剂容易水解,同时氯对电池体系具有很大的腐蚀作用。最近,研究发现当使用氟对氯进行取代,可以得到不易水解,黏度较低,兼容性更好的功能性磷腈衍生物。氟代磷腈类化合物还可以用作里锂离子电池的高效阻燃剂。目前磷腈的氟化方法通常是在有机小分子溶剂中进行氟化,生成氟化物进行蒸馏和分馏。由于有机小分子容易挥发,并且和氟代环三磷腈形成共沸物,难以提纯,同时浪费了溶剂,提高了成本。
技术实现思路
为了解决上述问题,本专利技术的提供一种高效、无挥发性的氟化反应体系,其采用离子液体作为其反应体系溶剂,本专利技术能够提高环三磷腈及其衍生物氟化反应效率,降低提纯成本。本专利技术具体采用的技术方案是:一种六氯环三磷腈及其衍生物的氟化方法,其特征是,包含以下步骤:将六氯环三磷腈或其衍生物溶于离子液体,加入氟化剂,控制温度进行氟化反应,然后蒸馏,制的高纯六氟环三磷腈或其衍生物所述六氯环三磷腈及其衍生物的化学式为:其中,S1-S6中只少有一个氯,S1-S6独立选自C1-C20的烷基、烷氧基、氟代烷氧基、芳香基、羧基、羟基、氰基、硝基、醚氧基、卤素。所述离子液体化学式为:上述化学式中取代为一元、二元或三元取代,并且,R1、R2、R3分别独立选自碳原子在0-20间的烷基、烷氧基、芳香基、羧基、羟基、氰基、硝基、醚氧基、卤素。优选的,取代基R1、R2、R3分别独立选自以下基团:甲基、乙基、丙基、丁基、乙烯基、烯丙基、丁烯基、亚乙烯基、苯基、苯甲基或苄基。其中,阴离子X选自以下几种中的至少一种:F-、PF6-、BF4-、TFSI-、FSI-、BOB-、ClO4-。所述的氟化剂为铵、锂、钠、钾、铷、钙、镁、铝、铬、铁、钴、锑、镍、铜、锌、钛或稀土氟化物的一种或多种组合,最优氟化物为氟化钠和氟化钾。所述的氟化温度为10-300℃,最优温度为100-130℃。所述的反应时间为2-98小时,最优时间为12-15小时。所述的蒸馏温度为40-300℃。最优温度高于产物沸点10℃与现有技术相比,本专利技术采用难挥发、无污染的离子液体为溶剂,只需控制馏出温度就可以制备高纯的六氟环三磷腈或其衍生物,克服了普通溶剂体系溶剂容易与产物共沸的缺点,后处理简单,产物纯度和产率很高,离子液体可以重复利用。具体实施方式实施例1取0.1摩尔六氯环三磷腈,加入装有100毫升1-苄基-3-甲基吡啶六氟磷酸盐离子液体烧瓶中,然后加入1摩尔氟化钠,在130℃氟化10小时,然后在60℃蒸馏,得到高纯度的六氟环三磷腈。实施例2取0.1摩尔五氯乙氧基环三磷腈,加入装有100毫升1-烯丙-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体烧瓶中,然后加入1摩尔氟化钠,在130℃氟化12小时,然后在160℃蒸馏,得到高纯度的五氟乙氧基环三磷腈。实施例3取0.1摩尔五氯三氟乙氧基环三磷腈,加入装有100毫升1-苯基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体的带回流装置烧瓶中,然后加入1摩尔氟化钾和0.5摩尔氟化钠,在200℃氟化20小时,然后在180℃蒸馏,得到高纯度的五氟乙氧基环三磷腈。实施例4取0.1摩尔2氯四丁氧基环三磷腈,加入装有100毫升1-甲基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体的带回流装置烧瓶中,然后加入0.5摩尔氟化钾和0.5摩尔氟化钙,在280℃氟化16小时,然后在220℃蒸馏,得到高纯度的2氟四丁氧基环三磷腈。实施例5取0.1摩尔五氯苯氧基环三磷腈,加入装有100毫升1-乙烯-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体的带回流装置烧瓶中,然后加入0.8摩尔氟化钾,在50℃氟化16小时,然后在240℃蒸馏,得到高纯度的五氟苯氧基环三磷腈。实施例6取0.1摩尔五氯苯氧基环三磷腈,加入装有50毫升1-苯氧-3-甲基咪唑四氟硼酸盐和50毫升1-烯丙-3-甲基咪唑六氟磷酸盐离子液体的烧瓶中,然后加入0.8摩尔氟化钾和0.2摩尔氟化锌,在50℃氟化16小时,然后在240℃蒸馏,得到高纯度的五氟苯氧基环三磷腈。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种六氯环三磷腈及其衍生物的氟化方法,其特征是,包含以下步骤:将六氯环三磷腈或其衍生物溶于离子液体,加入氟化剂,控制温度进行氟化反应,然后常压蒸馏,制的高纯六氟环三磷腈或其衍生物;所述六氯环三磷腈及其衍生物的化学式为:其中,S1‐S6中只少有一个氯,S1‐S6独立选自C1‐C20的烷基、烷氧基、氟代烷氧基、芳香基、羧基、羟基、氰基、硝基、醚氧基、卤素。

【技术特征摘要】
1.一种六氯环三磷腈及其衍生物的氟化方法,其特征是,包含以下步骤:
将六氯环三磷腈或其衍生物溶于离子液体,加入氟化剂,控制温度进行氟
化反应,然后常压蒸馏,制的高纯六氟环三磷腈或其衍生物;
所述六氯环三磷腈及其衍生物的化学式为:
其中,S1‐S6中只少有一个氯,S1‐S6独立选自C1‐C20的烷基、烷氧基、
氟代烷氧基、芳香基、羧基、羟基、氰基、硝基、醚氧基、卤素。
2.根据权利要求1所述的六氯环三磷腈及其衍生物的氟化方法,其特征
是,所述离子液体化学式为:
上述化学式中取代为一元、二元或三元取代,并且,R1、R2、R3分别独立
选自碳原子在0‐20间的烷基、烷氧基、芳香基、羧基、羟基、氰基、硝基、醚
氧基、卤素。
3.根据权利要求2所述的六氯环三磷腈及其衍生物的氟化方法,其特征是,
取代基R1、R2、R3分别独立选自以下基团:甲基、乙基、丙基、丁基、乙烯基、
烯丙基、丁烯基、亚乙烯基、苯基、苯甲基或苄基。

【专利技术属性】
技术研发人员:路庆昌周晓
申请(专利权)人:淄博蓝印化工有限公司
类型:发明
国别省市:山东;37

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